一、多轴轮式车辆的研究(一)——轮式车辆无路地面机动性的评定方法(论文文献综述)
季位文[1](2020)在《高地隙植保机底盘结构设计与试验研究》文中研究表明
张超凡[2](2020)在《轮腿式无人运载平台垂直越障性能研究》文中指出在军事行动、抢险救灾等过程中,无人运载平台作为重要转运工具需要面对很多非结构地形,单一移动方式的平台难以满足这些工况的要求。轮腿式运载平台兼具了轮式平台移动迅速和足式平台通过性好的优点,具有广阔的应用前景。目前轮腿式无人运载平台产品和与其相关的垂直越障研究尚处于起步阶段。本文结合项目需求(国家自然科学基金项目,项目编号:51875239)和新技术开发需要,以轮腿式无人运载平台为研究对象,完成平台的总体方案设计,分析平台的垂直越障过程,提出平台垂直越障控制策略,主要的研究内容和结果如下:(1)分析无人运载平台和越障理论研究现状。分析单一移动式和复合移动式无人越障平台,重点对比分析典型轮腿式无人运载平台;分析现有的越障理论研究成果及研究方法。(2)确定无人运载平台的总体方案,完成关键参数与核心总成的设计计算与选型。探讨运载平台的外廓尺寸、轴距、轮距、重心位置参数和轮腿布置方向;进行了轮胎、摆腿作动器和轮毂电机等核心总成的选型;针对多工况需求对电机参数进行了匹配计算。(3)分析无人运载平台的垂直越障过程,构建越障过程的力学模型,并研究了主动模式下影响垂直越障能力的关键参数。对平台轮腿被动模式的垂直越障过程进行了分析,讨论其在不同附着条件下的越障极限;对平台轮腿主动模式的垂直越障过程进行分析,通过数值计算方法探讨摆腿参数、重心位置、单轮最大驱动力与地面附着等因素对平台垂直越障能力的影响。(4)研究垂直越障的摆腿控制策略和驱动防滑控制算法。基于关键参数的反馈信息,提出垂直障碍判别方法;为满足无人运载平台不同的越障需求,引入最佳摆角判别因子,制定快速模式和安全模式两种风格的摆腿控制策略;针对垂直越障过程易出现驱动轮过度滑转的问题,提出参考轮速估算方法,进而设计基于滑模控制的驱动轮防滑控制算法。(5)进行无人运载平台的越障仿真分析与功能性试验验证工作。搭建Adams-Matlab联合仿真模型,并针对不同工况进行了安全模式和快速模式两种越障控制策略的仿真分析,验证了越障控制策略和驱动防滑控制策略的合理性与有效性;完成了无人运载平台样机试制和试验场地的搭建,初步验证了无人运载平台的越障能力。本文所提出的轮腿式无人运载总体方案、垂直越障能力分析方法和垂直越障控制策略,对轮腿式无人运载平台的研究与应用有一定的理论价值和参考意义。
孔志飞[3](2020)在《应急救援车辆的高精度、高稳定性定位技术研究》文中指出基于车前地形预瞄的主动悬挂调控方法是目前公认的提高车辆行驶平顺性和操纵稳定性的有效手段,其中,车辆高精度、高稳定性定位是实现车前地形构建的关键基础问题,起到至关重要的作用,此外,随着以位置共享为核心的车联网技术的发展,实现车辆的高精度定位能够进一步推动智能交通的发展。定位技术是车辆感知技术的核心技术之一,是实现车辆智能化的前提。本文依托于吉林大学与燕山大学共同完成的国家重点研发计划“高机动应急救援车辆(含消防车辆)专用底盘及悬挂关键技术研究”,本文通过多传感器数据融合实现了车辆的高精度、高稳定性定位,并采用仿真和实车两种方式,验证定位系统的精度和稳定性。论文主要完成以下几方面工作:1、研究国内外现有定位技术,提出基于多传感器数据融合实现的车辆定位系统方案,依据系统方案完成传感器选型,设计硬件电气连接图,设计多传感器时空同步方案,完成系统硬件平台的搭建。2、为了提高系统运行的实时性和稳定性,本文提出采用GPS/IMU组合构建系统前端里程计。本文首先完成对三轴车辆运动学建模,推导出基于IMU的运动学预测方程和基于GPS实现的运动学观测方程。通过误差状态卡尔曼滤波器完成状态更新;为了验证前端里程计模型的精度和稳定性,采用Matlab Simulink对模型进行仿真验证,采用KITTI数据对模型的稳定性进行验证。3、为提高定位系统的精度,本文提出采用激光雷达构建系统后端优化模型。本文首先分析激光雷达定位误差,提出了基于ICP匹配算法的外参标定工具和运动畸变补偿算法;为了提高点云存储、查找的效率,本文提出了基于GridMap构建的局部高程地图和基于OctoMap构建的全局点云地图的点云存储方案;为了提高点云匹配速度和准确性,对全局地图和局部地图分别提取特征点,构建点云匹配的约束方程,最后,通过Gauss-Newton迭代算法实现模型的数值求解。4、设计完成室外定位系统软件并进行实验验证。通过程序实现定位系统相关算法;本文通过仿真和实体车实验两种方式,对室外定位导航系统的进行测试。通过V-Rep构建应急救援车辆的模拟器,完成对系统的仿真验证;最后,在实际硬件平台上对定位系统的精度和稳定性进行验证。实验结果表明,本文设计的室外定位系统能够满足应急救援车辆基于车前地形实现悬架调控的需求。
谢奇志[4](2020)在《管道机器人迈动行走及自适机构设计与特性研究》文中认为市政工程中的燃气、排水管道经长期使用后会出现损蚀、变形甚至断裂。为保障管道安全,管道机器人研究逐渐兴起。其中,迈动式蠕动管道机器人具有优良的解耦性、锁止性和适应性,在管内牵引检测设备时能够实现支撑力和前进阻力解耦。但是,迈动式管道机器人的多驱动分散布局大大增加控制和维护难度,因此急需开展集约驱动式迈动管道机器人行走机构、自适机构设计与特性研究。如何减小管道机器人的驱动数量,降低机器人的控制复杂度,提高机器人的支撑稳定性,已成为亟待解决的关键问题。基于此,本文采用机构设计、理论分析、仿真模拟和试验验证相结合的方法,以“集约驱动、精准协调、双向迈动、稳定支撑”为设计目标,系统深入地开展管道机器人迈动行走机构、恒力自适机构设计理论建模等关键问题研究。本文的主要内容及贡献归纳如下:深入概括现有各类蠕动管道机器人,提出基于驱动数的分类方法。以实现管道机器人集约驱动和精准协调为目的,针对迈动式管道机器人的多体动作协调问题,基于TRIZ理论和机构学创新方法,提出单驱动双向迈动式机器人,避免多驱动分散布局和协同控制。设计单输入多输出传动机构,实现各分体动作精准协调同步,避免相对超前或滞后动作。为避免弹簧和低副机构组合设计的局限性,从低副向高副过渡,建立被动凸轮和拉簧组合约束模型,提出被动移动凸轮式(PSC)和被动转动凸轮式(PRC)两类恒力自适方案,以满足变径约束下稳定支撑特殊工况要求。详细设计单驱双向迈动管道机器人结构参数,将概念方案设计具体化,提出一系列指导设计准则。基于机构变异和机构倒置创新方法,依据迈动机构变异和轴向运动时序关系,提出凸轮连杆式CLR和多凸轮组合式CCR两类迈动机器人,并分别进行结构参数设计和分析,获得机器人迈动行走规律。分析表明,CLR能够实现不完全变异下的非全连续强约束迈步式行走,CCR能够实现完全变异下的全连续强约束迈步式行走,由于凸轮机构的高副特点以及CCR的完全变异运动,CCR轴向动作规律的设计灵活性和定位准确性优于CLR。对迈动机器人进行外部约束分析,基于管道约束特征推导机器人外部参数约束方程,提出n阶对称凸集圆柱包络模型以避免管内干涉,有效提升管内空间利用率和设备容积率。系统研究管内被动恒力自适机构所满足的几何位形及本构关系,以实现变径约束下的稳定自适应支撑和减少驱动为指引,提出不依赖传感器、控制器的拉应力约束PSC被动恒力自适机构,解决现有主动支撑机构能耗大、控制复杂、多线路动扰约束等问题。提出基于轮廓控制法的PSC恒力自适理论,推导并获得PSC理论廓线解析解,揭示PSC廓线满足椭圆形式本构方程这一重要规律,避免复杂编程和数值计算,为实现解析计算下恒力自适提供新方法和新机构。以实现紧凑布局下的稳定支撑为目的,提出拉应力约束PRC被动恒力自适机构,有效避免被动凸轮移动自锁,建立摆动凸轮和拉簧物理系统约束微分方程,基于Runge-Kutta数值算法获得PRC廓线数值解,为紧凑型恒力自适机构设计提供新方法和新理论。深入分析行走机构力学特性及自适机构输出性能,以运动学分析为基础,进行机器人稳态及动态力学特性研究,获得机器人输入输出力学关系及特性曲线;提出管道机器人牵引能效比概念,进行CCR牵引能效比分析,结果表明相对于同构三驱机器人,所提出的单驱CCR牵引能效比提高至两倍以上。对CCR动态特性进行仿真研究,获得机器人避免管内锁止失效的临界最大凸轮转速。基于所提出的PSC和PRC恒力自适机构设计理论,开展恒力自适机构建模和输出特性仿真研究,获得目标输出精度所对应的临界最大摩擦系数,PRC机构输出力受摩擦影响较小,对摩擦的鲁棒性较好,因此选择PRC机构作为最佳构型。成功研制CLR和CCR两代机器人原理样机,基于OMRON PLC、MCGS触摸屏、无线遥控及驱动模块等,构建人机交互式控制和试验系统。试验表明,控制单电机正反转能够实现机器人双向迈动行走,单电机驱动方式使拖缆数量大大减少。机器人可同时适用于圆形和矩形截面行走环境,为不同截面管道应用以及迈动行走控制简化提供参考。以所提出的PRC自适机构设计方法和理论分析为指导,研制PRC自适机构样机,试验表明当管径变化时输出力变化趋势整体呈水平分布,与仿真输出力变化趋势一致,验证了理论方法的正确性和实际有效性,为工程设计及应用提供理论依据。该论文有图123幅,表27个,参考文献155篇。
李运洪[5](2019)在《全轮转向五轴汽车操纵稳定性的动态控制研究》文中研究表明在现代生活过程中,人们对于车辆出行的稳定性和安全性需求愈来愈高。与四轮汽车相比,多轴汽车往往承担着特殊作业任务,由于其工作环境差且自身结构特殊,多轴汽车的操纵稳定性和安全性明显较弱。多轴汽车在转向过程中车速高重心高,很多交通事故是由于转向过程中的侧向失衡导致的,因此需要一种良好的转向控制策略来提高多轴汽车的行驶稳定性。本文从如下几个方面展开。本文在ADAMS/View中建立五轴全轮转向26自由度车辆模型,在MATLAB/Simulink中建立控制模型,将两种软件的优势结合起来,能够得到更精确的试验结果。以某五轴油田钻井车为模型进行建模,其中每个车轮可独立驱动或转向,这种复杂结构存在很多自由度,对操纵稳定性的研究比较费时费力,为了方便研究,缩减模型自由度个数,建立二自由度动力学模型。基于主动后轮转向阿克曼理论可得到各车轮转角,在多轴汽车转向过程动态控制D值(转向中心到第一轴的距离),利用后轮主动转向来改善汽车操纵稳定性[1]。对于PID控制系统部分,运用不完全微分控制算法来降低系统的高频振荡,提高系统稳定性。本文基于横摆角速度的PID控制方式,即把横摆角速度的实际值与目标值的差值作为PID的控制输入来调整D(PID/D)进行动态变化。为了证明采用横摆角速度的PID控制策略能改进汽车的转向行驶特性。本文进行了操纵稳定性仿真对比试验,包括方向盘转角阶跃输入和脉冲输入试验以及蛇形试验,联合仿真得到图像并进行分析。通过进行多个联合仿真试验发现:基于PID/D的控制策略能改善五轴汽车的操纵稳定性。以蛇形试验为例,进行FD(D值固定)与PID/D控制策略仿真对比试验,PID/D控制策略的横摆角速度曲线波动范围小,且PID/D控制策略的峰值降低51.7%。
庄峰[6](2019)在《积雪硬度及其测试技术的实验研究》文中研究说明南极大陆是地球上后勤保障工作难度最高的地区。自21世纪以来,越来越多的国家通过航空方式运送科考人员和设备到达南极。高效的后勤保障将直接增加研究工作的时长与机会。因此,航空运输系统和配套基础设施的开发,特别是冰雪跑道的开发,具有显着的重要性。基于国家建设极地冰雪跑道的需求以及缺乏极地积雪工程项目建设和相关积雪力学试验经验的现状,本文开发了两款创新性的积雪硬度测试设备——动态圆锥贯入仪和电控式贯入仪,并于2018年1月和2019年1月在中国东北部的哈尔滨进行了试验性的贯入试验。总计进行了178组试验,对数据进行了定性和定量分析。其他辅助性的测试包括分层压实方法的评估和积雪微观结构的观测。试验结果表明,对于分层压实后密度范围为400-600 kg·m-3的季节性积雪,改进后的动态圆锥贯入仪可以定量其硬度,将其作为积雪力学特性的指标。一系列对比试验表明,通过该圆锥贯入仪评估分层压实季节性积雪的强度受到诸多因素的影响,包括侧限程度、贯入能量和雪的材料特性,特别是积雪的压实度等。建立了积雪硬度与密度之间的线性关系,表明圆锥贯入仪能够提供关于积雪压实程度的信息。研究了变质对积雪硬度的影响,并通过显微镜观察了不同变质阶段内雪晶粒的微观结构。试验表明该款圆锥贯入仪可以快速评估季节性积雪的强度。在动态圆锥贯入仪的基础上,为了与当代科技发展水平相适应,向国外先进贯入设备看齐,创新性的电控式贯入仪应运而生。本文对电控式贯入仪测定积雪硬度的可行性进行了深入的分析,试验结果表明其电机可以驱动贯入杆穿透至不同压实程度的雪中,尽管贯入杆在雪中的真实速度与设定速度间存在误差,但贯入杆在雪中贯入时能够保持匀速,在穿透相邻雪层时也未见速度变化。研究了贯入速度对硬度测量的影响并建立了压实雪在400 kg·m-3的密度条件下深度平均硬度值与贯入速度之间的幂律分布关系。建立了积雪硬度与密度间的相关关系,与SMPT的试验结果进行了比较并确认了试验数据的有效性。研究了长时间变质作用对不同密度积雪的硬度的影响,分析了不同密度积雪在相同变质时间下的强度增长速度和幅度,并重新建立了变质后积雪硬度与密度的关系。本文对积雪硬度的测试技术和定量分析方法进行了深入探索,为本文所述技术与应用的进一步发展奠定了基础。贯入仪是一种具有广泛应用前景的仪器,可以在其上安装许多额外的传感器,从而可以在一次测试中获得大量信息,包括力学、微观结构、视觉、雪崩等。经过进一步改造,本文中所述技术与装备具备应用于极地环境的潜力,从而为我国南极冰盖机场的建设提供技术支持。
严文娟[7](2019)在《高铁用送餐机器人软件系统设计与实现》文中认为计算机、传感器与人工智能等技术的飞速发展,加速了机器人产业的发展与变革,服务机器人陆续出现在餐饮、教育、医疗、物流等服务领域,它的出现为人们带来便利快捷的服务体验。目前,在高铁列车环境中尚未提供机器人送餐服务,本项目基于这一现象研发了在高铁环境中使用的送餐机器人,既满足乘客的购餐需求,又将服务人员从这一重复性高的送餐工作中解放出来。根据送餐机器人系统的总体需求,分析高铁用送餐机器人系统结构,设计并实现了基于改进蚁群算法的路径规划模块、车辆路径模块和上位机软件系统,主要内容包括:1、对高铁用送餐机器人系统进行整体分析。将送餐机器人的整体结构分为下位机执行层、通讯层以及上位机软件管理层。下位机系统设计包括硬件构成、分析运动模型以及控制执行程序的编写。对上位机软件系统进行模块化设计,介绍主要功能模块及关键技术。2、研究送餐机器人的路径规划和车辆路径问题。利用栅格法建立工作环境地图。在机器人路径规划中,将缩短路径长度、减少迭代次数和减少转弯次数作为优化目标。对基本蚁群算法进行改进,使之更适合解决路径规划问题,测试验证了改进算法的有效性。将高铁环境中可能会遇到的障碍物进行分类,在已存在的避障系统基础上,对不同的障碍物采取相应的局部避障策略。明确优化目标和约束条件,解决车辆路径问题,为机器人规划合理的行车方案。3、采用C#语言编写送餐机器人上位机软件系统。软件系统能够实现管理送餐任务、为任务分配执行机器人、规划执行路径和监控机器人的实时状态等功能。此外,建立上位机与下位机之间的无线通讯,搭建送餐机器人的整体结构中的通讯层,完成数据交互。4、测试验证了送餐机器人能够自主完成送餐任务,并对包含路径规划模块和车辆路径模块的上位机软件系统进行测试,验证了软件系统功能达到预期效果。
常亚宁[8](2019)在《专用车辆主被动可切换式悬挂系统研究》文中提出车辆的悬挂系统直接影响着其行驶平顺性、安全性以及操作稳定性。由于传统被动悬挂系统具有固定的刚度和阻尼,在路况复杂多变的情况下,其性能很难再满足人们的正常需求,更合何况是专用应急救援车辆。所以开发出一款时变的刚度和阻尼悬挂系统,或者采用主动悬挂系统来时刻调整车身位姿,以提高行驶的平顺性来改善乘坐舒适性显得尤为迫切。本文依托国家重点研发计划课题“高机动应急救援车辆(含消防车辆)专用底盘及悬挂关键技术研究”(项目编号:2016YFC0802902),并在大量阅读国内外相关文献的基础上,主要对油气悬挂系统和主动悬挂系统进行深入研究,具体研究工作如下:1.介绍了主被动悬挂系统的切换原理,并建立了被动情况下单桥互联式油气悬挂的数学模型,并分析油气悬挂不同的结构参数以及不同的外部激励参数对其位移特性、速度特性、刚度特性和阻尼特性的影响。2.根据整车物理模型分别建立了九自由度的整车油气悬挂系统和主动悬挂系统的动力学模型。对车辆左右轮输入激励进行了相关性分析,建立随机路面模型,并指出了悬挂系统的性能评价指标。3.建立基于理想天棚阻尼参考模型的广义误差动力学模型,设计滑模控制器,采用模糊控制策略对滑模控制的趋近律系数增益进行优化,并用人工智能思想对模糊控制器的论域进行变换,设计了变论域模糊滑模变结构控制器。4.用Simulink搭建了油气悬挂和主动悬挂的仿真模型,通过仿真分析结果可知,主动悬挂在性能上较油气悬挂更优,可以提高行驶平顺性改善乘坐舒适性。
柳俊城[9](2019)在《全向移动机器人自主导航技术研究》文中研究说明移动机器人的发展与应用对于推动智能制造的发展有着重要意义。导航控制是移动机器人的关键技术,决定了机器人的智能化程度。传统移动机器人的导航方式存在轨道固定、智能化水平低等问题,如何实现自主导航方式逐渐成为一个研究热点。本文围绕移动机器人自主导航系统展开研究,研究了基于麦克纳姆轮的移动机器人运动学模型、移动机器人同时定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)技术和导航路径规划技术,搭建了全向移动机器人平台,并设计了全向移动机器人自主导航系统。主要完成工作如下:首先对国内外移动机器人技术研究现状进行了分析,深入研究了基于麦克纳姆轮的四驱移动机器人的运动学模型,为后续移动机器人的运动控制提供了理论依据。之后使用模块化设计方法,将移动机器人自主导航系统分为传感器感知模块、SLAM模块以及路径规划模块,并依此设计了全向移动机器人自主导航系统总体方案。接着描述了SLAM问题,分析了两种主流方法,分别是基于滤波方法的SLAM算法和基于图优化的SLAM算法。主要介绍了改进后的基于Rao-Blackwellized粒子滤波算法和Cartographer算法,并通过仿真实验对比了两种算法的建图效果。然后对自主导航系统中的路径规划算法进行研究。介绍了全局路径规划算法中常用的Dijkstra算法、A*算法和RRT算法,对这三种算法原理和流程进行分析,根据仿真实验对比,选择A*算法作为全局路径规划算法,以提高导航效率。考虑到移动机器人运动过程的安全性,路径规划模块在全局规划的基础上结合局部路径规划算法对导航功能进行优化。分析了局部路径规划算法动态窗口法DWA的算法原理,对导航过程的异常情况进行分析并提出恢复办法。最后,结合全向移动机器人的运动学分析和导航算法研究,设计并实现了基于ROS平台的全向移动机器人自主导航系统,并对实际使用效果进行了对比分析。通过现场实验,验证了改进后的RBPF SLAM算法的有效性,得到的结果更为准确。最后通过自主导航测试,在无障碍物静态环境、有障碍物静态环境、有动态障碍物环境三种环境类型下的自主导航实验,实验结果验证了该导航系统的可行性,可以满足生产需要。
高旭峰[10](2019)在《基于参数标定和信息融合的全向移动机器人高精度里程计研究》文中认为轮式全向移动机器人以其高效率、高可靠性和高机动性的优势成为近年来的一个研究热点。准确的定位导航是移动机器人广泛应用的前提,而里程计是一种重要的相对定位方式,故提高里程计信息精度对建立可靠的自主导航系统具有重要意义。围绕提升全向移动机器人里程计精度的目标,本论文研究内容如下:⑴为获得机动灵活的全向移动机器人,本研究采用解耦式主动万向脚轮作为全向移动平台的驱动轮。通过在同一坐标系下用不同参数描述相同质点的速度,建立了该全向移动机器人运动学模型,并引入矩阵条件数分析运动学矩阵的稳定性。为同时保证机器人工作空间和关节空间加速度曲线连续,本研究采用五次多项式对机器人工作空间进行轨迹规划。在上述研究的基础上,基于开放式硬件框架建立了上下两层式运动控制系统,上位机为运行ROS系统的工控机,下位机为执行电机速度插补的Galil运动控制卡。⑵为降低系统误差对里程计精度的影响,本研究提出主动脚轮式全向移动机器人里程计参数标定方法。通过对运动学矩阵进行分析,发现全向机器人里程计的系统误差来源为脚轮半径、脚轮偏置和脚轮转轴到平台中心的安装距离。为减少里程计参数间的耦合,标定方法在协调脚轮转角的基础上设计两种轨迹,轨迹一仅驱动脚轮滚动,轨迹二同时驱动脚轮转向和滚动。随后建立环境模型,通过最小二乘算法完成仿真实验,使里程计参数标定值更接近其真实值。通过进一步的轨迹跟踪对比仿真实验,发现用标定后的里程计参数进行机器人运动控制能够得到更准确的机器人里程信息,该算法理论上能有效提高机器人里程计精度。最后,采用Qualisys光学运动捕捉系统和关节空间信息获取系统完成标定实验,分别利用标定前后的机器人里程计参数进行里程跟踪对比实验,发现用标定后的参数进行控制时,单位里程轨迹跟踪误差降低一个数量级。⑶为降低非系统误差对里程计精度的影响,本文提出一种基于卡尔曼滤波的关节空间多传感器信息融合算法。该算法具体实现是以IMU解算到关节空间的数据为控制输入,以编码器数据为观测信息,通过卡尔曼滤波进行信息融合。利用MATLAB根据实际情况模拟IMU和编码器数据并进行仿真实验,实验结果表明该算法能够降低主动脚轮式全向移动机器人的转向关节角度误差平方和达95%以上,同时,在三个平面自由度上的降低运动控制误差平方和达97%以上,减小里程计误差平方和达96%以上。
二、多轴轮式车辆的研究(一)——轮式车辆无路地面机动性的评定方法(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、多轴轮式车辆的研究(一)——轮式车辆无路地面机动性的评定方法(论文提纲范文)
(2)轮腿式无人运载平台垂直越障性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景与意义 |
1.2 国内外无人运载平台发展现状 |
1.2.1 常见无人运载平台产品 |
1.2.2 轮腿式无人运载平台产品 |
1.3 越障理论研究现状 |
1.4 本文主要研究内容 |
第2章 轮腿式无人运载平台总体方案 |
2.1 引言 |
2.2 几何参数设计 |
2.2.1 确定外廓尺寸 |
2.2.2 轮胎初选及轴距、轮距确定 |
2.2.3 重心位置要求 |
2.2.4 重心相对位置变化 |
2.3 核心总成选型及匹配计算 |
2.3.1 单摆腿布置方向 |
2.3.2 摆腿作动器选择 |
2.3.3 轮毂电机匹配计算 |
2.4 本章小结 |
第3章 轮腿式无人运载平台垂直越障性能分析 |
3.1 引言 |
3.2 轮腿被动模式垂直越障工况 |
3.2.1 被动模式平台简化模型 |
3.2.2 被动模式垂直障碍分析 |
3.3 轮腿主动模式垂直越障工况 |
3.3.1 主动模式平台简化模型 |
3.3.2 主动模式垂直障碍分析 |
3.4 平台设计完善 |
3.5 本章小结 |
第4章 摆腿与驱动轮的垂直越障控制 |
4.1 引言 |
4.2 垂直障碍判别方法 |
4.3 垂直障碍控制策略 |
4.3.1 最佳摆角的确定方法 |
4.3.2 快速模式摆腿动作 |
4.3.3 安全模式摆腿动作 |
4.3.4 摆腿摆角与摆腿油缸长度换算 |
4.4 驱动轮控制算法 |
4.4.1 初始期望转矩确定 |
4.4.2 驱动防滑转矩控制原理 |
4.4.3 参考轮速估算方法 |
4.4.4 驱动防滑转矩控制算法 |
4.5 本章小结 |
第5章 垂直越障仿真与试验 |
5.1 引言 |
5.2 Adams-Matlab 联合仿真分析 |
5.2.1 模型构建 |
5.2.2 仿真结果及分析 |
5.3 试验验证 |
5.3.1 试验样车及场地准备 |
5.3.2 试验结果 |
5.4 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 不足与展望 |
参考文献 |
作者简介和在学期间取得的科研成果 |
致谢 |
(3)应急救援车辆的高精度、高稳定性定位技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 研究背景及意义 |
1.3 室外定位技术分类 |
1.3.1 基于航迹推算的室外定位技术 |
1.3.2 基于卫星定位的室外定位技术 |
1.3.3 基于环境感知的室外定位技术 |
1.4 组合定位系统研究现状 |
1.4.1 基于滤波器实现组合定位 |
1.4.2 基于图优化实现组合定位 |
1.4.3 基于层次结构实现组合定位 |
1.5 研究思路与章节安排 |
第2章 系统组成与方案设计 |
2.1 系统总体方案设计 |
2.2 系统硬件平台构成 |
2.2.1 车体平台介绍 |
2.2.2 传感器介绍 |
2.2.3 电气连接与接口 |
2.3 多传感器时空同步方案 |
2.3.1 传感器时间同步 |
2.3.2 传感器空间同步 |
2.4 系统软件工具 |
2.5 本章小结 |
第3章 前端里程计模型及验证 |
3.1 模型框架及传感器位安装要求 |
3.1.1 模型框架 |
3.1.2 传感器安装要求 |
3.2 基于IMU运动学预测模型 |
3.2.1 车体运动学差分方程 |
3.2.2 车体运动状态预测方程 |
3.3 基于GPS运动学观测模型 |
3.3.1 位置观测模型 |
3.3.2 偏航角观测模型 |
3.3.3 速度观测模型 |
3.4 状态更新 |
3.5 模型验证 |
3.5.1 理论仿真验证 |
3.5.2 数据集验证 |
3.6 本章小结 |
第4章 后端优化模型 |
4.1 方案设计 |
4.2 点云误差补偿 |
4.2.1 点云误差来源 |
4.2.2 点云误差补偿模型 |
4.3 点云存储方案设计 |
4.3.1 局部地图构建和更新 |
4.3.2 全局地图构建和更新 |
4.4 特征点云匹配模型 |
4.4.1 特征点提取 |
4.4.2 构建约束方程 |
4.4.3 模型求解 |
4.5 本章小结 |
第5章 系统软件设计及实验分析 |
5.1 系统软件设计 |
5.1.1 软件架构设计 |
5.1.2 系统功能 |
5.2 系统仿真分析 |
5.2.1 V-Rep仿真环境构建 |
5.2.2 仿真结果及分析 |
5.3 定位系统实验分析 |
5.3.1 实车现场测试效果 |
5.3.2 精度实验及结果分析 |
5.3.3 稳定性实验及结果分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 总结和展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(4)管道机器人迈动行走及自适机构设计与特性研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 管道机器人概述 |
1.3 国内外研究现状 |
1.4 现有研究存在的问题 |
1.5 论文主要研究内容 |
1.6 全文架构 |
2 迈动管道机器人机构方案综合 |
2.1 尺蠖运动仿生学原理 |
2.2 TRIZ理论和机构创新方法 |
2.3 迈动管道机器人概念设计 |
2.4 关键机构方案综合与分析 |
2.5 本章小结 |
3 单驱双向迈动行走机构参数设计与约束分析 |
3.1 迈动行走形式分类 |
3.2 行走机构结构设计 |
3.3 伸缩运动参数设计 |
3.4 组合运动角度分配 |
3.5 外部尺寸约束分析 |
3.6 本章小结 |
4 变径约束下被动恒力自适机构设计理论研究 |
4.1 引言 |
4.2 恒力自适机构原理构建 |
4.3 恒力自适机构结构设计 |
4.4 恒力自适模型公式推导 |
4.5 恒力自适机构参数分析 |
4.6 本章小结 |
5 行走机构力学特性及自适机构性能仿真研究 |
5.1 行走机构力学特性分析 |
5.2 行走机构动态特性分析 |
5.3 机器人牵引能效比分析 |
5.4 自适机构稳态输出特性仿真 |
5.5 自适机构动态输出特性仿真 |
5.6 本章小结 |
6 模拟管内约束环境机器人行走及自适试验研究 |
6.1 管内约束环境与独立性法则 |
6.2 管道机器人控制系统设计 |
6.3 迈动行走机构原理试验 |
6.4 恒力自适机构原理试验 |
6.5 自适应迈动行走试验 |
6.6 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(5)全轮转向五轴汽车操纵稳定性的动态控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究的背景、意义和目的 |
1.2 课题来源 |
1.3 多轴汽车操纵稳定性的国内外研究现状 |
1.3.1 国外研究现状 |
1.3.2 国内研究现状 |
1.4 主动后轮转向系统的研究现状 |
1.5 本文主要的研究内容 |
第2章 车辆动力学模型 |
2.1 车辆动力学简介 |
2.2 汽车纵向动力学 |
2.2.1 纵向力 |
2.2.2 纵向动力学与操纵动力学控制系统 |
2.3 五轴汽车操纵动力学模型建立 |
2.3.1 线性二自由度动力学方程 |
2.3.2 控制目标的计算 |
2.3.3 前轴与后轴车轮的转角关系 |
2.4 本章小结 |
第3章 五轴汽车ADAMS-Simulink联合仿真模型 |
3.1 基本简介 |
3.1.1 ADAMS与MATLAB/Simulink软件简介 |
3.1.2 联合仿真简介 |
3.2 五轴汽车ADAMS模型建立 |
3.2.1 转向机构模型 |
3.2.2 轮胎-路面模型 |
3.3 五轴汽车ADAMS模型初步仿真试验 |
3.4 ADAMS与Simulink联合仿真模型搭建 |
3.4.1 ADAMS/Controls接口控制参数设置 |
3.4.2 MATLAB/Simulink控制模型 |
3.5 本章小结 |
第4章 控制系统搭建 |
4.1 PID控制算法概述 |
4.2 控制器参数设置 |
4.3 不完全微分PID控制算法及仿真试验 |
4.4 全轮转向汽车的转向性能研究 |
4.4.1 仿真试验设置 |
4.4.2 仿真结果分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 五轴汽车操纵稳定性仿真试验及分析 |
5.1 汽车试验简介 |
5.2 操纵稳定性的评价和研究 |
5.3 转向盘转角阶跃输入试验 |
5.3.1 仿真试验 |
5.3.2 仿真试验总结 |
5.4 转向盘转角脉冲输入试验 |
5.4.1 对比仿真试验过程 |
5.4.2 对比仿真试验结果分析 |
5.4.3 评价仿真试验过程 |
5.4.4 评价仿真试验结果评价 |
5.5 不同控制策略下的蛇行试验 |
5.5.1 试验过程 |
5.5.2 试验结果分析 |
5.6 不同车速下的蛇行试验 |
5.7 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况 |
致谢 |
(6)积雪硬度及其测试技术的实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 积雪力学性质研究 |
1.2.2 冰雪交通工程建设研究 |
1.3 本文主要工作 |
2 积雪的性质和试验方法 |
2.1 积雪的性质 |
2.1.1 雪的形成 |
2.1.2 雪的力学行为 |
2.1.3 贯入试验中雪的理论模型 |
2.1.4 贯入试验中雪的力学行为 |
2.2 积雪强度试验 |
2.2.1 强度种类 |
2.2.2 积雪硬度与贯入阻力 |
2.3 积雪硬度试验 |
2.3.1 Rammsonde |
2.3.2 阻力仪 |
2.3.3 微型贯入仪 |
2.3.4 商用圆锥贯入设备 |
2.3.5 其他贯入设备 |
2.3.6 现有贯入设备的评估与分析 |
2.4 本章总结 |
3 测试设备和技术的改进 |
3.1 圆锥贯入试验 |
3.1.1 动态圆锥贯入仪 |
3.1.2 电控式贯入仪 |
3.2 积雪密度的控制与测定 |
3.3 积雪微观结构观测 |
3.4 本章小结 |
4 动态圆锥贯入仪测定积雪硬度的可行性研究 |
4.1 验证性试验 |
4.2 贯入能量对硬度测量的影响 |
4.3 积雪硬度与密度的关系 |
4.4 变质作用对积雪硬度的影响 |
4.5 本章小结 |
5 电控式贯入仪测定积雪硬度的可行性研究 |
5.1 基本信号分析 |
5.2 仪器性能检测 |
5.3 贯入速度对硬度测量的影响 |
5.4 积雪硬度与密度的关系 |
5.5 变质作用对积雪硬度的影响 |
5.6 电控式贯入仪与动态圆锥贯入仪的比较分析 |
5.7 本章小结 |
6 雪晶微观结构观测 |
6.1 天然雪的微观结构 |
6.2 压实雪的微观结构 |
6.3 积雪微观结构与硬度的关系 |
6.4 本章小结 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(7)高铁用送餐机器人软件系统设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外服务机器人研究现状 |
1.2.2 国内服务机器人研究现状 |
1.3 研究目的和内容 |
1.4 论文的组织架构 |
第二章 送餐机器人系统整体分析 |
2.1 需求分析 |
2.2 下位机系统 |
2.2.1 硬件构成 |
2.2.2 机器人运动模型分析 |
2.2.3 控制执行程序 |
2.3 上位机软件系统 |
2.4 送餐机器人关键技术 |
2.4.1 路径规划 |
2.4.2 车辆路径问题 |
2.5 本章小结 |
第三章 送餐机器人路径规划与车辆路径研究 |
3.1 环境信息建模 |
3.1.1 环境信息建模方法介绍 |
3.1.2 基于栅格法的环境建模 |
3.1.3 障碍栅格的膨胀处理 |
3.2 基本蚁群算法概述 |
3.2.1 基本蚁群算法简介 |
3.2.2 基本蚁群算法数学模型 |
3.3 基于蚁群算法的全局路径规划 |
3.3.1 路径规划优化目标 |
3.3.2 蚁群算法参数设置 |
3.3.3 信息素初始化规则与信息素更新优化 |
3.3.4 蚂蚁夭折策略改进 |
3.3.5 路线修正 |
3.3.6 基于改进蚁群算法的全局路径规划实现 |
3.4 局部避障策略 |
3.4.1 障碍物分类 |
3.4.2 避让行人策略 |
3.4.3 避让行人步骤与测试 |
3.5 解决车辆路径问题 |
3.5.1 车辆路径优化目标 |
3.5.2 规划行车方案 |
3.6 本章小结 |
第四章 上位机软件系统设计 |
4.1 开发语言与平台 |
4.1.1 开发语言 |
4.1.2 SQL Server2008 简介 |
4.1.3 Microsoft Visual Studio2010 |
4.2 上位机与下位机的通讯 |
4.2.1 协议介绍 |
4.2.2 协议在上位机中的实现 |
4.3 数据库设计与实现 |
4.3.1 逻辑结构设计 |
4.3.2 物理结构设计 |
4.4 主要模块设计与实现 |
4.4.1 管理员登录 |
4.4.2 通讯模块 |
4.4.3 运动控制模块 |
4.4.4 机器人管理模块 |
4.4.5 任务管理模块 |
4.4.6 路径规划模块 |
4.4.7 系统管理模块 |
4.4.8 人机交互界面设计 |
4.5 多线程技术 |
4.6 本章小结 |
第五章 软件系统测试 |
5.1 搭建测试环境 |
5.1.1 测试平台 |
5.1.2 组建局域网 |
5.2 模拟高铁环境 |
5.3 功能性测试 |
5.4 数据库异常测试 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者攻读硕士学位期间的研究成果 |
(8)专用车辆主被动可切换式悬挂系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景和意义 |
1.2 车辆悬挂系统概述 |
1.2.1 悬挂系统的结构 |
1.2.2 悬挂系统的分类 |
1.3 国内外发展现状 |
1.3.1 油气悬挂的发展现状 |
1.3.2 主动悬挂的发展现状 |
1.3.3 主动悬挂控制策略 |
1.4 本文主要研究内容 |
第2章 单桥互联式油气悬挂数学模型与特性研究 |
2.1 主被动悬挂系统切换原理 |
2.2 单桥互联式油气悬挂数学模型的建立 |
2.2.1 活塞杆承受的负载 |
2.2.2 蓄能器气体变化过程 |
2.2.3 油气悬挂缸压力分析 |
2.3 油气悬挂特性仿真分析 |
2.3.1 位移、速度特性分析 |
2.3.2 刚度特性分析 |
2.3.3 阻尼特性分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 整车悬挂系统动力学模型的建立 |
3.1 悬挂系统动力学模型的建立 |
3.1.1 车辆动力学模型的简化 |
3.1.2 整车油气悬挂动力学模型的建立 |
3.1.3 整车主动悬挂动力学模型的建立 |
3.2 路面激励模型的建立 |
3.2.1 频域路面激励模型 |
3.2.2 时域路面激励模型 |
3.2.3 路面输入相关性分析 |
3.3 悬挂系统的性能评价指标 |
3.4 本章小结 |
第4章 变论域模糊滑模变结构控制研究 |
4.1 整车理想天棚阻尼参考模型 |
4.2 广义误差动力学模型 |
4.3 滑模控制 |
4.3.1 滑模控制的基本理论 |
4.3.2 滑模控制器的设计步骤 |
4.3.3 设计滑模控制器 |
4.4 模糊滑模控制 |
4.4.1 模糊控制基本理论 |
4.4.2 基于变趋近律增益的模糊滑模控制 |
4.4.3 设计模糊滑模控制器 |
4.5 变论域模糊滑模控制 |
4.5.1 变论域模糊控制的基本理论 |
4.5.2 设计变论域模糊滑模控制器 |
4.6 本章小结 |
第5章 主被动悬挂系统仿真与分析 |
5.1 路面激励仿真模型 |
5.2 油气悬挂系统仿真模型 |
5.3 主动悬挂系统仿真模型 |
5.3.1 整车理想天棚阻尼参考仿真模型 |
5.3.2 整车主动悬挂仿真模型 |
5.3.3 主动悬挂控制器仿真模型 |
5.4 悬挂系统仿真结果与分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 本文总结 |
6.2 全文展望 |
参考文献 |
致谢 |
(9)全向移动机器人自主导航技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景与意义 |
1.2 移动机器人研究现状 |
1.2.1 移动机器人发展概述 |
1.2.2 移动机器人导航技术研究现状 |
1.2.3 移动机器人SLAM技术研究现状 |
1.2.4 移动机器人路径规划技术研究现状 |
1.2.5 移动机器人滚轮技术研究现状 |
1.3 主要研究内容及章节安排 |
1.3.1 主要研究工作 |
1.3.2 章节安排 |
第二章 全向移动机器人导航系统总体设计与分析 |
2.1 全向移动机器人平台 |
2.1.1 全向移动机器人运动学模型 |
2.1.2 基于编码器的位姿推算 |
2.2 移动机器人自主导航系统方案设计 |
2.3 全向移动机器人软硬件系统 |
2.3.1 硬件系统 |
2.3.2 软件系统 |
2.4 各层次间通信 |
2.4.1 ROS主机与传感器节点 |
2.4.2 PC机与运动控制器通信 |
2.5 本章小结 |
第三章 同时定位与地图构建 |
3.1 SLAM问题及数学描述 |
3.2 粒子滤波及改进粒子滤波算法 |
3.2.1 粒子滤波算法 |
3.2.2 基于Rao-Blackwellized粒子滤波算法 |
3.2.3 改进型RBPF算法 |
3.2.4 算法性能比较 |
3.3 图优化SLAM算法 |
3.3.1 算法框架 |
3.3.2 Cartographer算法 |
3.4 实验结果与分析 |
3.4.1 实验数据集 |
3.4.2 实验结果比较 |
3.5 本章小结 |
第四章 移动机器人路径规划算法研究 |
4.1 机器人地图原理 |
4.1.1 地图表示方式 |
4.1.2 分层代价地图 |
4.2 全局路径规划算法 |
4.2.1 Dijkstra算法 |
4.2.2 A~*算法 |
4.2.3 快速扩展随机树算法 |
4.2.4 算法仿真结果比较 |
4.3 局部路径规划算法 |
4.3.1 DWA算法原理 |
4.3.2 导航异常恢复 |
4.4 本章小结 |
第五章 全向移动机器人自主导航系统应用与测试 |
5.1 自主导航系统框架 |
5.2 实验平台与实验方法 |
5.2.1 实验平台 |
5.2.2 实验方法 |
5.2.3 评价指标 |
5.3 实验结果与分析 |
5.3.1 SLAM功能实现 |
5.3.2 不同场景下导航效果与结果分析 |
5.4 本章小结 |
总结与展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(10)基于参数标定和信息融合的全向移动机器人高精度里程计研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 研究背景与意义 |
1.3 研究现状 |
1.3.1 全向轮式机器人的研究现状 |
1.3.2 里程计参数标定的研究现状 |
1.3.3 多传感器信息融合算法的研究现状 |
1.4 论文主要研究内容 |
1.5 章节安排 |
2 主动脚轮式全向移动机器人系统研制 |
2.1 系统的机械结构设计 |
2.2 系统的运动学建模及分析 |
2.3 五次多项式轨迹规划 |
2.4 控制系统搭建 |
2.4.1 硬件架构设计 |
2.4.2 运动控制架构设计 |
2.4.3 多轴电机的控制模式 |
2.5 章节小结 |
3 里程计参数标定算法研究 |
3.1 标定算法理论推导 |
3.2 标定算法仿真 |
3.3 标定系统搭建 |
3.4 实验数据处理 |
3.5 标定实验分析 |
3.6 本章小结 |
4 关节空间多传感器信息融合方法研究 |
4.1 方法研究与推导 |
4.2 仿真模型建立 |
4.3 仿真结果分析 |
4.4 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
四、多轴轮式车辆的研究(一)——轮式车辆无路地面机动性的评定方法(论文参考文献)
- [1]高地隙植保机底盘结构设计与试验研究[D]. 季位文. 湖南农业大学, 2020
- [2]轮腿式无人运载平台垂直越障性能研究[D]. 张超凡. 吉林大学, 2020(08)
- [3]应急救援车辆的高精度、高稳定性定位技术研究[D]. 孔志飞. 吉林大学, 2020(08)
- [4]管道机器人迈动行走及自适机构设计与特性研究[D]. 谢奇志. 中国矿业大学, 2020(03)
- [5]全轮转向五轴汽车操纵稳定性的动态控制研究[D]. 李运洪. 青岛理工大学, 2019(02)
- [6]积雪硬度及其测试技术的实验研究[D]. 庄峰. 大连理工大学, 2019
- [7]高铁用送餐机器人软件系统设计与实现[D]. 严文娟. 东南大学, 2019(06)
- [8]专用车辆主被动可切换式悬挂系统研究[D]. 常亚宁. 吉林大学, 2019(11)
- [9]全向移动机器人自主导航技术研究[D]. 柳俊城. 华南理工大学, 2019(01)
- [10]基于参数标定和信息融合的全向移动机器人高精度里程计研究[D]. 高旭峰. 宁波大学, 2019(06)